内蒙古大学王建国教授团队《Angew》：掺杂大体积氟化有机阴离子构建高效阴离子-π+型光敏剂用于癌症光疗

具有聚集诱导发光（AIE）特性的阴离子-π⁺型光敏剂在光动力治疗（PDT）癌症中展现出了良好的应用潜力。然而，大多数关于阴离子-π⁺型光敏剂的研究主要集中在对π⁺核的修饰。这种方法通常涉及复杂的有机合成过程，并且缺乏对其他光敏剂系统的适用性。阴离子作为阴离子-π⁺型AIE光敏剂的重要组成部分，其所发挥的功能常常被忽视。将大体积的有机阴离子引入阴离子-π⁺型AIE光敏剂中有望调控光敏剂的三维结构和分子扭曲构象，抑制π-π相互作用；同时大体积有机阴离子的疏水性还可以影响光敏剂在纳米粒子（NPs）中的聚集行为，进一步限制分子运动引起的非辐射能量耗散，从而提高光敏剂的荧光强度。此外，高度极化的C-F键可以显著影响分子的电荷分布，增强相邻分子之间的相互作用；并且疏水性含氟有机阴离子的引入还可能提高阴离子-π⁺型AIE光敏剂的亲脂性，从而促进其在细胞内的摄取。因此，掺入大体积含氟有机阴离子有望成为构建高效阴离子-π⁺型AIE光敏剂的一种有效策略。

近日，内蒙古大学王建国教授团队提出了一种通过将大体积的氟化有机阴离子掺入到光敏剂的NPs中来调节阴离子-π⁺型AIE光敏剂的荧光强度和细胞摄取（图1）。该研究以“”为题发表于国际期刊Angewandte Chemie International Edition上。

图1、通过改变大体积阴离子的比例调控NPs荧光强度和细胞摄取能力的设计思路。

图2、DF-TB_X与DF-FTB_X的光学性质以及活性氧产生能力。

研究人员将不同比例的大体积阴离子（TB或FTB）与阴离子-π⁺型AIE光敏剂DPBCF-Br共同封装到DSPE-PEG₂₀₀₀中，以获得NPs（分别命名为DF-TB_X或DF-FTB_X，X表示TB或FTB与DPBCF-Br的摩尔比）。随着掺杂摩尔比的增加，所获得的NPs的荧光强度逐渐增强，这可归因于大体积有机阴离子的位阻效应以及NPs内部疏水环境的形成（图2）。

图3、DF-TB_X与DF-FTB_X在细胞内的成像以及摄取评估。

随后，采用共聚焦成像以及流式细胞术评估DF-Br、DF-TB_X与DF-FTB_X在HeLa细胞中的成像情况。随着TB和FTB含量的增加，DF-TB_X或DF-FTB_X的亲脂性（有利于细胞摄取）和电负性（不利于细胞摄取）也相应增加。当TB或FTB与DPBCF-Br的摩尔比为8:1时，亲脂性和电负性达到平衡状态，从而使DF-TB₈和DF-FTB₈达到最佳的细胞摄取。由于FTB（CLogP=9.59）的疏水性高于TB（CLogP=7.57），DF-FTB₈的细胞摄取量是DF-TB₈的2.8倍（图3）。

图4、DF-Br、DF-TB₈与DF-FTB₈在细胞内的共定位成像、ROS产生能力以及细胞毒性。

细胞共定位成像结果表明DF-Br具有靶向溶酶体的能力，而DF-TB₈和DF-FTB₈具有靶向脂滴的能力。此外，DF-TB₈和DF-FTB₈表现出优异的抗光漂白能力。随后，DCFH-DA成像表明DF-FTB₈在细胞内具有最强的ROS产生水平。MTT测定法和活/死共染成像结果进一步证实了DF-FTB₈对HeLa细胞具有最优异的光杀伤效率（图4）。

图5、DF-Br与DF-FTB₈对4T1肿瘤的光动力疗效。

最终，通过构建4T1乳腺癌小鼠荷瘤模型研究了DF-FTB₈的光疗效果。结果表明DF-FTB₈在660 nm激光照射下能够显著抑制肿瘤生长，而对小鼠体重和主要器官无明显影响，表明其具有良好的生物相容性和低毒性（图5）。

【结论与展望】

总之，研究人员通过在NPs中加入大体积氟化有机阴离子来调节阴离子-π⁺型AIE光敏剂的荧光强度和细胞摄取能力。随着TB或FTB的比例增加，DF-TB_X或DF-FTB_X的荧光强度逐渐增加，且纳米颗粒的亲脂性和电负性也逐渐升高。当摩尔比达到8:1时，亲脂性和电负性达到平衡状态，因此DF-TB₈或DF-FTB₈的细胞摄取最为有效。由于FTB的疏水性高于TB，DF-FTB₈的细胞摄取量是DF-TB₈的2.8倍。因此，DF-FTB₈展现出最出色的细胞成像能力和细胞内高水平的活性氧生成能力。活体小鼠模型实验结果证实，DF-FTB₈是一种理想的光诊疗试剂，可用于癌症的诊断和治疗。这项工作提供了一种简便的策略以提高阴离子-π⁺型AIE光敏剂的荧光强度和细胞摄取量，从而实现癌症的高效PDT。

原文链接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202507949